地震作用下超高墩剛構(gòu)橋倒塌破壞關(guān)鍵問(wèn)題研究.pdf

1、分類(lèi)號(hào)——UDC密級(jí)學(xué)校代碼!Q壘坌2劣海理歹大署學(xué)位論文題目絲蕉笠囝王壑高塑旦!!塑挫』塑叢塹基焦閱墨鯉窒英文B曼墨曼塹晝hQn￡Q!!坌P墨曼Q￡B』gi亟￡￡魚(yú)蛩!星曼延亟g曼題目亟坐S鯉笪Hi吐＆望里i箜絲塾建笪墾世馳坐星研究生姓名芷拯生指導(dǎo)教師姓名——籃逝盤(pán)一職稱(chēng)—j絲墜一學(xué)位—』魁L430063申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別譴學(xué)科專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)董整魚(yú)叢遭曼猩論文提交日期20134論文答辯日期20135學(xué)位授予單位盛墨墨三盤(pán)堂學(xué)位授予日期答辯委員會(huì)主

2、席冬蘭堇評(píng)閱2013年5月武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要近年來(lái)我國(guó)墩高超過(guò)100米的超高墩剛構(gòu)橋發(fā)展迅速，是當(dāng)前橋梁工程的重要前沿。然而近年來(lái)發(fā)生的幾次大震中，不乏橋梁結(jié)構(gòu)的倒塌事故，造成了巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。超高墩剛構(gòu)橋抗震安全，尤其是地震作用下抗倒塌能力成為亟待解決的重要課題。針對(duì)目前我國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)思想—J‘，j、震不壞、中震可修、大震不倒”，開(kāi)展大型橋梁結(jié)構(gòu)的倒塌分析、倒塌極限狀態(tài)點(diǎn)的確定等有關(guān)倒塌問(wèn)題的研究具有重要的

3、現(xiàn)實(shí)意義。目前復(fù)雜結(jié)構(gòu)的倒塌分析主要借助數(shù)值模擬的方法進(jìn)行，準(zhǔn)確建立結(jié)構(gòu)的分析模型是倒塌分析要解決的首要關(guān)鍵問(wèn)題。其次，合理的倒塌判別準(zhǔn)則也是研究結(jié)構(gòu)倒塌問(wèn)題需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，現(xiàn)有的倒塌判別準(zhǔn)則主要是針對(duì)規(guī)則橋梁，對(duì)于動(dòng)力響應(yīng)復(fù)雜的超高墩剛構(gòu)橋還需要專(zhuān)門(mén)進(jìn)行研究。第三，結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中由于環(huán)境或者其他因素不可避免的存在不同程度的劣化情況，不考慮這一因素，實(shí)際上只是對(duì)擬建結(jié)構(gòu)的評(píng)估，因此，進(jìn)行倒塌分析還要考慮結(jié)構(gòu)在服役期間的劣化。本文首

4、先對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，指出了超高墩橋梁結(jié)構(gòu)倒塌分析需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。其次，提出了考慮縱筋屈曲的方法，并通過(guò)鋼筋混凝土構(gòu)件擬靜力試驗(yàn)的數(shù)值模擬分析，研究了縱筋屈曲對(duì)構(gòu)件后期破壞階段的模擬的影響；研究結(jié)果表明所提出的方法能有效考慮試件在加載后期由于縱筋屈曲而導(dǎo)致強(qiáng)度和剛度的退化現(xiàn)象。第三，提出了超高墩剛構(gòu)橋倒塌判別準(zhǔn)則，建立了超高墩剛構(gòu)橋基于單地震動(dòng)IDA的倒塌分析方法，并運(yùn)用該方法對(duì)一典型工程實(shí)例進(jìn)行了倒塌全過(guò)程分析，探討了超高

5、墩剛構(gòu)橋的破壞模式和倒塌機(jī)理；研究結(jié)果表明，縱向鋼筋屈曲對(duì)超高墩剛構(gòu)橋的倒塌性能影響很大，超高墩剛構(gòu)橋在地震作用下的倒塌破壞模式為橋墩截面多處同時(shí)形成塑性鉸的豎向倒塌破壞，所提出的基于墩頂豎向位移的倒塌判斷準(zhǔn)則適用于周期長(zhǎng)、高階振型貢獻(xiàn)大的高柔橋梁。第四，研究了劣化對(duì)結(jié)構(gòu)抗倒塌能力的影響，主要考慮了混凝土剝落、鋼筋截面減少、和鋼筋強(qiáng)度降低對(duì)超高墩剛構(gòu)橋抗倒塌能力的影響；研究結(jié)果表明劣化對(duì)結(jié)構(gòu)的自振周期和抗倒塌性能有影響。第五，在單地震動(dòng)